Étude expérimentale de la couche limite dans l'air à proximité immédiate des vagues

Laurent Grare (1) , Jean-Paul Giovanangeli (1) , Hubert Branger (1)

1 IRPHE - Institut de Recherche sur les Phénomènes Hors Equilibre

Des expériences ont été conduites dans la grande soufflerie air-eau du laboratoire IRPHE à Marseille, mettant en œuvre de nouvelles techniques de mesure des caractéristiques physiques de l'écoulement aérien dans la couche limite au dessus des vagues. D'une part un capteur de pression, monté sur un suiveur à vagues main- tenant l'appareil à une altitude constante par rapport à la surface de l'eau, nous a permis d'effectuer des mesures de fluctuations de pression statique à proximité immédiate de l'interface, notamment dans le creux des vagues. D'autre part nous avons mesuré les gradients verticaux de la composante horizontale de la vitesse du vent dans la sous-couche visqueuse, à moins d'un millimètre de la surface grâce à un anémomètre à fil chaud monté sur un dispositif plongeur traversant l'inter- face air-eau. L'ensemble de ces mesures nous permet d'analyser la répartition des contraintes normales et tangentielles dans le bilan des flux de transfert de quantité de mouvement de l'air vers la mer. Les résultats présentent les évolutions de ces contributions en fonction de la vitesse du vent, de l'état de mer et de l'age des vagues. Par moyennage de phase, nous décrivons l'évolution de la structure locale de l'écoulement le long de la vague depuis la sous-couche visqueuse jusqu'aux li- mites de la couche limite turbulente à flux constant.

Domaines: Mécanique des fluides [physics.class-ph]; Mécanique des fluides [physics.class-ph]; Océan, Atmosphère

Laurent Grare, Jean-Paul Giovanangeli, Hubert Branger. Étude expérimentale de la couche limite dans l'air à proximité immédiate des vagues. Proceedings CFM, 2009, 1 (1), pp.CDrom. ⟨hal-00438314⟩